Grafénové batérie Nanotech Energy sľubujú revolúciu a zabránia požiarom

Uhlíkový variant grafén je v hľadáčiku vývojárov batérií už niekoľko rokov. Prečo? Grafén má v porovnaní s grafitom štvornásobne vyššiu kapacitu a pri aplikácii v bežných Li-ion batériách môže zabezpečiť ich dvojnásobne vyššiu energetickú hustotu.

Samsung už v roku 2015 avizoval, že vyvinul katódu z vysoko kryštalického kremíka potiahnutú vrstvičkou grafénu pre Li-ion batérie s dvojnásobnou energetickou hustotou voči vtedajším štandardom.

Už sme si dávno zvykli, že laboratórny vývoj v oblasti batérií je často poriadne vzdialený od praktického využitia. Zdá sa však, že grafénové „superbatérie“ sa konečne stávajú realitou a mohli by zmeniť spotrebnú elektroniku, elektromobilitu, aj energetické úložiská.

Americká spoločnosť Nanotech Energy oznámila, že začiatkom roku 2024 začne naplno vyrábať vo svojom novom výrobnom závode Chico 2 batériové články na báze grafénu.

Nanotech Energy úspešne ukončila v priebehu novembra a decembra niekoľkotýždňovú skúšobnú prevádzku a do fabriky s rozlohou asi pol hektára v meste Chico v Kalifornii dopravila potrebné vybavenie na výrobu článkov.

Po nabehnutí výroby na plnú kapacitu má produkcia dosiahnuť 30 000  batériových článkov typu 18650 denne. Pripomeňme, že ide o rozmerový štandard článkov, aké Tesla použila aj vo svojom prvom elektromobile Roadster. Neskôr Tesla prešla vo svojich EV Model 3 a Model Y na články typu 2170, ktoré priniesli vyššiu energetickú hustotu.

V súčasnosti ide o jeden za najpoužívanejších rozmerov v priemysle. 18650 nájdeme v batériách pre staršie notebooky, ale aj pracovné náradie, bezdrôtové domáce spotrebiče, elektrické kolobežky, e-biky i dokonca viaceré elektromobily.

Články od Nanotech Energy sú síce Li-ion batérie, ale používajú grafénové elektródy. Vďaka tomu ponúknu mnohé výhody. Notebook môže byť plne nabitý a pripravený na použitie za „pár sekúnd“. To isté platí pre elektrické náradie, elektrobicykle, domáce spotrebiče alebo lekárske vybavenie. Superrýchle nabíjanie a dlhšia výdrž má zmení náš každodenný život, tvrdí Nanotech.

Firma uvádza, že jej grafénové superbatérie môžu byť prispôsobené pre vysokoenergetické alebo vysokovýkonné aplikácie a môžu poskytnúť elektromobilom dojazd viac ako 400 míľ (640 km). Odhliadnuc od toho, že dojazd EV závisí od kapacity jeho batérie a nie od technológie článkov, aj keď energetická hustota je vždy výhodou, treba poznamenať, že s článkami typu 18650 by to už asi v dnešnej dobe nebolo žiadne terno.

Nanotech Energy však bude do roku 2025 v Chico 2 tiež schopná vyrábať aj články typu 2170 v rovnakom objeme 30 000 kusov za deň. Vzhľadom na veľkosť batérií v elektromobiloch, alebo energetických zálohových zdrojoch, ide o malosériovú výrobu, ale dôležité je začať. Pre ilustráciu – v EV Tesla Model 3 Standard Range Plus je použitých 4 416 článkov typu 21700 (2170) s celkovou kapacitou 55,6 kWh, vo verziách s predĺženým dojazdom až 8 256 článkov.

Nanotech Energy oznámila, že ponúka svoje články 18650 na báze grafénu na predobjednávku prostredníctvom svojho obchodného partnera Voltaplex.

Články spájajú elektrolyt a patentované elektródy Nanotech Energy s metalizovanými polymérnymi kolektormi prúdu Soteria. Ich nezanedbateľnou výhodou je, že ide o „stopercentne nehorľavú Li-ion batériu“, navyše vyvinutú a vyrábanú v USA.

Výrobca tým naráža na konkurenciu čínskych výrobcov ako CATL a ďalších, ktorí takisto vyvinuli rôzne pokročilé technológie batérií. Nové grafénové články Nanotech Energy si už údajne predobjednalo viac ako 100 spoločností. Teraz bude dôležité čo najskôr rozbehnúť hromadnú výrobu.